ФИЗИКА

Издание содержит наглядный материал, предназначенный в помощь студентам при выполнении лабораторной работы по курсу «Теория колебаний неконсервативных систем» с помощью компьютерной технологии MSC Apex.

Рассмотрены основные типы систем хранения цифровой информации на оптических носителях, приведены требования к этим системам, определены их наиболее важные характеристики и параметры. Проанализированы методы наложения микроголограмм на голографический носитель. Помимо этого представлены оптические схемы регистрации одиночных голограмм в системах оптико-голографической памяти, метод компьютерного синтеза голограмм Фурье и оптическая схема для их записи на голографический носитель.

Рассмотрены вопросы создания голографических брэгговских решеток и характеристики фототерморефрактивных стекол. Представлены методика и результаты расчета дифракции света на объемных брэгговских решетках с применением метода связанных волн Когельника. Основное внимание уделено спектрально-угловой селективности брэгговских дифракционных решеток. Описаны основные направления применения брэгговских элементов в фототерморефрактивных стеклах и особенности их реализации в виде голографических элементов. Изложенный материал используется при создании голографических брэгговских решеток.

Рассмотрены методы расчета пространственных параметров гауссова пучка, формируемого устойчивыми зеркальными и зеркально-линзовыми резонаторами и оптической системой. Дан пример выполнения расчета. Приведены условие и варианты домашнего задания по дисциплине «Лазерная оптика», критерии его оценки и вопросы для защиты домашнего задания.

Приведены основы термометрии, последовательность подготовки к измерению температуры на практике, а также рекомендации к определению и коррекции погрешности измерений. Предназначено для формирования у обучающихся системных знаний по проведению измерений температуры и обработке полученных данных.

Рассмотрено моделирование двухлинзового склеенного объектива в программе ZEMAX, выполнен аберрационный расчет объектива. Показано формирование таблиц и графиков оптического выпуска на основании данных расчета. Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельного выполнения студентами домашнего задания по учебной дисциплине «Прикладная оптика».

Представлены лабораторные работы, которые содержат технологические процессы управления формообразованием плоских оптических поверхностей и интерференционные методы контроля их статистических параметров, методики контроля параметров форм и радиуса кривизны сферических оптических поверхностей, а также методики контроля двойного лучепреломления и оптической однородности в плоских оптических заготовках из бесцветного стекла. Подробно рассмотрены процессы обработки на стадиях шлифования и полирования плоских оптических деталей и факторы, влияющие на эффективность формообразования. Приведены особенности технологии склеивания поверхностей сферических линз, оптические функциональные схемы и реализованные на их основе методики контроля децентричности, возникающей в процессе сборки блока (склейки из двух оптических линз).

Представлены основные понятия и выражения, необходимые для расчета пространственных параметров гауссова пучка, формируемого устойчивыми двухзеркальными резонаторами и оптической системой. Рассмотрен пример выполнения домашнего задания по дисциплинам «Основы квантовой электроники», «Физические основы лазеров» и «Лазеры», приведены критерии его оценки, а также условия и варианты домашнего задания.

Рассмотрены особенности интерференции и дифракции света от полихроматических источников. Введены понятия о пространственной и временной когерентности света, и определены комплексные функции, описывающие величины и степени когерентности. Особое внимание уделено практическому использованию теории частичной когерентности в фурье-спектроскопии, исследовании небесных тел и других научных и технических приложениях. Приведены примеры, иллюстрирующие особенности расчета интерференции и дифракции от частично когерентных источников.

Издание содержит материалы для изучения явления дифракции на препятствиях различного вида. Изложены краткие теоретические сведения о дифракции света на круглом отверстии, непрозрачном диске и на щели. Представлено описание лабораторной установки, приведены указания по выполнению лабораторной работы О-87 и обработке результатов измерений.

Издание подготовлено в помощь студентам, выполняющим курсовую работу по учебной дисциплине «Прикладная оптика». На конкретном примере рассмотрен габаритный, аберрационный и светоэнергетический расчет оптической системы призменного монокуляра. Дана оценка качества изображения полученной оптической системы.

Рассмотрены теоретические представления о свойствах трехстепенных и двухстепенных гироскопов, о принципе действия гироскопических приборов, гиростабилизаторов на их основе и акселерометров, рассмотрены также датчики угловой скорости на новых физических принципах.

Рассмотрены теоретические представления о назначении, составе, структуре, принципах функционирования инерциальных навигационных систем и их чувствительных элементов.

Издание содержит справочную теоретическую информацию, примеры решений задач по динамике сферического движения твердого тела и контрольные вопросы для самопроверки полученных знаний.

Пособие посвящено изучению свойств неоднородных оптических элементов. Представлена аналитическая методика расчета линейных, угловых и апертурных характеристик граданов, приведены формулы для расчета и анализа сферической аберрации третьего порядка и хроматической аберрации первого порядка линзовых элементов с радиальной и осевой неоднородностью показателя преломления. Рассмотрена методика синтеза линзового компонента с улучшенным исправлением сферохроматической аберрации за счет введения в показатель преломления линзы осевой неоднородности.

Представлены методы и алгоритмы планирования температурных измерений, предназначенных для последующего определения характеристик теплопереноса частично прозрачных пористых материалов. Приведены примеры использования алгоритмов решения задач, рассмотрены результаты их применения при планировании температурных измерений на этапе подготовки стендовых тепловых испытаний образцов теплозащитных материалов и элементов теплонагруженных конструкций.

Представлены постановки и алгоритмы решения обратных задач радиационно-кондуктивного теплообмена для определения теплофизических и оптических характеристик материалов. Приведены примеры использования алгоритмов, рассмотрены результаты их применения для определения характеристик теплозащитных материалов.

Издание посвящено изучению физических процессов, протекающих в рабочей камере высокочастотного разряда низкого давления геликонного типа и в коаксиальном магнитоплазменном ускорителе. Сформулирована приближенная математическая модель физических процессов в геликонном источнике низкотемпературной разреженной плазмы, которая позволяет решить самосогласованную задачу нахождения математических связей между вкладываемой мощностью, параметрами плазмы и электромагнитными полями, возбуждаемыми в цилиндрически симметричном высокочастотном источнике плазмы. Построена приближенная математическая модель импульсного коаксиального магнитоплазменного ускорителя, позволяющая выполнить расчет его основных электрофизических характеристик.

Изложены основные вопросы физического моделирования (теории подобия и анализа размерностей) в приложении к исследованиям динамики и прочности конструкций ядерных энергетических установок в турбулентных потоках однофазного теплоносителя в условиях нормальной эксплуатации. Сформулированы основные правила и положения физического моделирования с практическими примерами его использования. Приведены необходимые сведения, включая результаты динамических исследований водо-водяных реакторов, оценки погрешности выбранной методики физического моделирования и экспериментальных исследований (физических и численных).

Изложены основы расчета и проектирования теплообменных аппаратов и систем охлаждения газовых турбин как элементов газотурбинного комплекса, все агрегаты которого влияют друг на друга, и их параметры взаимосвязаны. Содержание учебника соответствует курсу лекций, читаемому авторами в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Описана методика расчета термодинамических параметров плазмы в широком диапазоне изменений температуры и давления. Даны краткие теоретические сведения в помощь к выполнению курсового проекта, приведены пример расчета и необходимый справочный материал.

Рассмотрены примеры решения типовых задач по теме «Статика». Приведены варианты задач домашнего задания.

Представлены примеры выполнения и варианты курсового задания по теме «Плоская статика» дисциплины «Теоретическая механика». Методические указания могут быть полезны и при изучении других разделов механики (решение задач статики).

Рассмотрена методика газодинамического расчета и выбора рациональных параметров газовой метательной установки на основе решения баллистической задачи Лагранжа в рамках выполнения курсовой работы по дисциплине «Газовая динамика». Кратко изложены основы газодинамического описания разгона тел сжатым газом, представлены методы численного решения прямой задачи газодинамического разгона тела в трубе. Приведены задача баллистического проектирования установки на сжатом газе и методика ее решения. Даны методические рекомендации по выполнению курсовой работы и варианты заданий.

Рассмотрены базовые методы алгоритмизации движения подводных аппаратов в водной среде с учетом действия гидродинамических сил, моментов и присоединенных масс. Представлены основы принятия проектных решений применительно к подводной робототехнике. Приведен пример разработки программного комплекса подводного робототехнического аппарата.

Представлена лабораторная работа по курсу общей физики. Изложены основные теоретические сведения о дифракции электронов на кристаллах и ее применении для определения межплоскостных расстояний — методе электронографии. Дано описание экспериментальной установки, описана методика выполнения эксперимента по определению межплоскостных расстояний кристалла графита, приведены порядок обработки полученных результатов и контрольные вопросы, требования к отчету о работе.

Предлагаемое учебное пособие содержит описание физических основ и методов акустико-эмиссионного контроля и вибродиагностики опасных производственных объектов. Рассмотрены методики оценки технического состояния диагностируемых объектов. Приведены примеры составления заключения по экспертизе промышленной безопасности опасных производственных объектов и определения безопасных режимов их эксплуатации.

Представлена первая часть курса «Газовая динамика» (первый семестр). Изложены вопросы, касающиеся термодинамических свойств газов, одномерных стационарных и нестационарных течений. Рассмотрены основные термодинамические свойства газов, существенные для газовой динамики; теория одномерных стационарных течений в каналах переменного сечения, в том числе в соплах реактивных двигателей; теория прямого скачка уплотнения; теория одномерных нестационарных движений с образованием ударных волн и волн разрежения; задача о вылете тела под действием сжатого газа и основные аналитические и численные методы ее решения.

Рассмотрены вопросы, связанные с нормированием и расчетом акустических параметров помещений применительно к учебным аудиториям. Изложены основные понятия архитектурной акустики. Приведены критерии акустического качества помещений с естественной акустикой, используемых для речевых мероприятий — лекций, семинаров, презентаций. Изложена методика акустического проектирования учебных аудиторий и расчета основного акустического параметра помещений — времени реверберации.

Издание содержит различные схемы и таблицы, необходимые студентам для выполнения семи лабораторных работ по дисциплине «Сопротивление материалов» в 4-м семестре под руководством преподавателя. Работы посвящены экспериментальным методам, используемым для подтверждения предположений, принятых при разработке расчетных схем, на примере стержневых систем.

Издание содержит эскизы образцов, диаграммы, схемы, необходимые студентам для выполнения шести лабораторных работ по курсу «Сопротивление материалов» в 3-м семестре под руководством преподавателя. В рабочей тетради также приведены таблицы для записи результатов испытаний и расчетов.

Издание содержит необходимый минимум теоретических сведений и расчетных соотношений для выполнения и защиты домашнего задания по теме «Одномерное стационарное течение» по курсу дисциплины «Механика жидкости и газа. Часть 2». Приведены пример выполнения домашнего задания, а также требования к его оформлению и список контрольных вопросов. Пособие включает справочные материалы о физических свойствах распространенных газовых сред, параметры стандартной атмосферы, а также газодинамические функции в графическом и табличном виде.

Рассмотрена методика использования программ расчетов в системе MathCAD при проектировании и анализе планетарных и кулачковых механизмов с помощью ЭВМ по нескольким качественным показателям. Приведены алгоритмы программ, которые целесообразно использовать для проведения расчетов в процессе практических занятий с применением ЭВМ в специализированной аудитории, оснащенной электронной интерактивной доской.

Издание содержит описание восьми лабораторных работ по курсу «Теория механизмов и машин». Приведены краткие теоретические сведения, необходимые для понимания физической сущности тех разделов дисциплины, которые подкрепляются экспериментальными исследованиями, а также описания моделей и лабораторных установок, указаны порядок проведения работ и требования к отчетности по ним.

Рассмотрены некорректные обратные задачи статистической динамики, задачи по структурному анализу траекторий случайных процессов, задачи статистического диагностирования конструкций, а также методы расчета конструкций, находящихся в условиях интенсивной коррозии и интенсивных нерегулярных воздействий. Для решения нелинейных задач рассмотрены методы марковских процессов, методы уравнений Фоккера — Планка — Колмогорова, методы статистической линеаризации. Приведены задачи по оптимизации параметров машин и конструкций и их решения.

Рассмотрены вопросы, связанные с малыми свободными колебаниями консервативных систем и систем с вязким сопротивлением и конечным числом степеней свободы. Приведены контрольные вопросы и задания.

Предназначено для самостоятельной подготовки к выполнению лабораторной работы «Качество системы стабилизации курса самолета» по дисциплине «Управление техническими системами». Издание будет способствовать углубленному изучению раздела «Качество управления линейными системами автоматического регулирования (САР)» указанной дисциплины, освоению интегрального метода оценки качества САР, приобретению навыков построения системы дифференциальных уравнений, описывающих поведение САР, синтеза и построения структурных схем, соответствующих этим уравнениям, редактирования параметров, получения, визуализации и анализа результатов расчетов, формулировки выводов о характере и качестве переходных процессов САР.

Кратко изложен материал разделов «Синтез эвольвентных зубчатых передач», «Кинематика планетарных зубчатых механизмов» и «Синтез кулачковых механизмов» дисциплины «Теория механизмов и машин», необходимый для прохождения студентами рубежного контроля знаний. Рассмотрены примеры решения типовых задач применительно к зубчатым и кулачковым механизмам, предложены задачи для самостоятельного решения.

Приведено описание лабораторного комплекса, предназначенного для исследования с применением ПЭВМ плоскопараллельного движения тел. Лабораторная установка комплекса позволяет демонстрировать качение тел одинаковой массы, но с разными моментами инерции по наклонным поверхностям, проводить измерения перемещений и скоростей центров масс тел в реальном масштабе времени, а также определять коэффициенты трения качения. Проведены теоретический анализ и экспериментальное исследование работы установки, дано описание методики и порядка выполнения лабораторной работы.

Научный журнал «Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния» – рецензируемое периодическое научное издание, предназначенное для ознакомления российской и зарубежной научной общественности с новыми научными результатами, имеющими значение в области фундаментальной и прикладной науки. В журнале печатаются оригинальные научные результаты по механике предельного состояния и смежным вопросам, ранее не публиковавшиеся и не представленные к публикации в других изданиях. Входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.

Содержит краткие теоретические сведения, практические задачи, описание расчетно-графических работ, тестовые задания для самопроверки и контроля знаний по дисциплине «Кристаллография».

В пособии рассмотрены вопросы ламинарного и турбулентного течения в трубопроводах, каналах и щелях. Приведены основные модели турбулентности k – ε, k – ω, SST, RSM. Проанализирована постановка начальных граничных условий. Изложены вопросы применимости моделей турбулентности для расчета течения вязкой жидкости в щелевых уплотнениях поршневых гибридных энергетических машин.

Рассмотрены основные законы гидростатики, кинематики и гидродинамики жидкости, а также основные разделы гидравлики, знание которых необходимо для решения практических задач по хранению и транспорту нефти и нефтепродуктов. Приведены уравнения, описывающие равновесие жидкости в резервуарах и емкостях и движение жидкости в трубопроводах.

В учебном пособии изложены основы и особенности применения зондовой микроскопии для исследований биологических объектов. Приведены сведения о живых объектах исследования, направления применения нанобиотехнологии и наномедицины.

Представлены теоретические основы методов растровой электронной микроскопии и энергодисперсионного анализа, а также аспекты их применения к исследованию размеров, формы, состава, структуры и других физико-химических свойств наноматериалов.

Изложены теоретические положения курса физики, а также методические материалы для практических и лабораторных занятий по разделу «Оптика», являющегося частью изучаемого курса физики.

Учебное пособие содержит информацию из англоязычных источников об ученых и изобретателях из различных областей науки и техники. Предназначено для студентов технических специальностей 1–2-го курсов всех форм обучения.

Описан эффект Ранка, разработаны физическая и математическая модели рабочего процесса вихревой трубы. Доказано, что количество удельной работы, совершаемой осевыми слоями газа над периферийными в вихревой трубе, определяется полной температурой подогретого потока, отношением полных давлений подогретого и охлажденного потоков газа, а также их теплофизическими свойствами.

В учебном пособии кратко излагаются основы физики твердого тела для изучения на физических или физико-математических факультетах педагогических институтов (университетов). Пособие разработано в соответствии с программой «Основы теоретической физики», утвержденной Министерством образования Российской Федерации в 2001 г.

Методические рекомендации по методике преподавания школьного курса физики предназначены для студентов физико-математических факультетов педагогических институтов.